基于载波自由度的改进载波移相PWM技术

载波移相(CPS-PWM)应用于级联H桥型(CHB)多电平逆变器时,虽然各级联单元具有功率均衡的特点,但输出电压的直流电压利用率较低,且低调制度时谐波性能比较差.针对这2个问题,提出一种改进的CPS-PWM调制技术,该调制技术基于载波形状自由度,利用改进的载波代替原CPS-PWM中的三角形载波进行调制,通过状态空间平均...     

三电平H桥级联型逆变器

级联型多电平变频器输出电压谐波含量小,易于实现模块化,适用于高压大功率场合.本文主要针对三电平H桥级联型逆变器的拓扑结构和控制方式的相关问题进行分析与研究.级联个数不同,对控制方法也有不同的要求.提出了基于载波层叠调制和载波移相调制的混合载波调制方法,三电平桥臂内采用反相层叠载波调制,级联单元间及桥臂间均采用载波移相调...     

级联逆变器载波移相输出THD分析

级联多电平逆变器在多电平逆变器领域应用已经较为成熟,而载波移相PWM技术的应用大大提高了级联逆变器的输出性能。不同移相控制策略而导致移相角度的不同,也对逆变器的输出产生影响。针对级联多电平逆变器中的载波移相PWM技术提出一项移相控制策略。通过仿真研究,并与360°／N方式进行了深入的比较和分析,证实所建立的移相方法能够使级联逆变器的输出性能得到一定提升。同时指出,该移相方式THD较高,但其谐波分布主要在高频区域,在某些方面具有较高的应用价值。     

基于DSP的H桥级联多电平逆变器的研究

超导托卡马克核聚变实验装置(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,简称 EAST)快控电源是一种大容量单相逆变电源.现有的快控电源已难以满足EAST的发展要求,新型快控电源的研制难点主要集中在高压和大电流.为满足快控电源系统高雎和快速响应的要求,提出了采用IGBT作为功率器件的H桥级联逆变器方案.系统采用基于DSP的载波移相技术,以降低IGBT的开关损耗,提高等效开关频率,改善输出电压波形.在此对逆变器输出电压谐波进行了分析和系统仿真,最后通过H桥级联逆变器实验装置验证了该控制策略的有效性.     

基于CPS-SPWM的级联H桥多电平逆变器控制方法

级联H桥多电平逆变器适用于各种高电压、大电流的场合;载波移相正弦脉宽调制(CPS-SPWM)技术易于实现,等效载波频率高,已成为级联多电平逆变器使用最广泛的调制方法。采用了一种可节省硬件资源的改进型载波移相调制方式,在对其调制原理进行详细分析的基础上,利用PSCAD/EMTDC软件搭建级联H桥多电平逆变器的软件仿真模型,结合基于IPM模块实现的物理实验系统,研究了载波频率对逆变器输出电压谐波特性的影响。仿真及实验结果均表明改进型CPS-SPWM技术能够使逆变器的输出电压波形趋近正弦波,并降低其畸变率。     

五开关H桥逆变器改进PWM控制方法的研究

针对传统级联五电平逆变器所需开关器件较多的问题,介绍了一种由1个辅助开关电路与H桥电路相结合的五开关H桥逆变器拓扑。根据该拓扑工作原理的特点,对其脉宽调制PWM策略进行了研究,提出了一种基于载波移相脉宽调制的改进型PWM控制方法。该方法依据两单元H桥级联,通过单极倍频CPSPWM方法得到五电平相电压的波形,并把该五电平电压波形作为五开关H桥逆变器的输出目标波形,再结合逆变器的4种工作模式来逆向推导出PWM脉冲信号。最后通过仿真和实验研究证明了该拓扑结构和控制方法的可行性与有效性。     

混合H桥级联逆变器的优化调制

两路电压比为1∶2的H桥混合级联结构可实现七电平的输出,有助于提高逆变器的功率密度。在采用多层载波层叠的调制方法下,低压单元一个桥臂开关管工作在高频,另一桥臂开关管工作在低频,两个桥臂开关管热量分布不均导致系统寿命/可靠性降低。提出一种优化调制策略,在保证输出特性和效率不变的情况下,使两个单元的开关管最高工作频率降低为原来的1/2,同时每个单元的四个开关管工作应力相同,有助于提高系统寿命/可靠性。最后通过仿真和实验验证了优化调制策略的可行性和有效性。     

级联H桥逆变器差补调制方式的研究

详细介绍了单个H桥及级联型逆变器的结构,并对正弦差补调制方式控制下H桥的输出电压进行了详细的谐波分析。差补调制方式控制的H桥能够输出3种电平,能够消除大部分低次谐波及所有的偶次谐波,主要谐波频带远离基波,且范围是两电平的2倍。多个H桥级联后的系统输出具有良好的谐波特性,无需滤波即可直接作用于电机。仿真结果和理论分析一致。     

基于单相背靠背H桥级联结构的仿真研究

级联型多电平变换器输出电压谐波含量小,易于实现模块化,适用于高压大功率场合。提出单相背靠背H桥级联结构,通过直流侧电压级联整流控制和载波移相PWM逆变控制,实现了高压大功率输出目的。通过Matlab/Simulink仿真,验证了该拓扑结构及控制方式的可靠性和正确性。     

基于控制自由度组合的多电平逆变器载波PWM控制方法

提出了控制自由度组合的思想，利用多电平逆变器中多个控制自由度及其相互组合，以系统的性能指标优化为目标，提出了两种新型的具有实际意义的多电平逆变器载波PWM控制方法。为了验证所提出的控制自由度组合的思想和新型的PWM控制方法，对二极管箝位型三电平逆变器和五电平逆变器进行了仿真和实验研究。结果表明，文中两种新型的PWM控制方法在低调制度下具有比常规的多电平PWM方法更优越的谐波特性或更高的直流电压利用率。     

基于差补调制方式的级联H桥逆变器单元故障控制方法

为了增加级联H桥型逆变器单元故障后的输出能力,采用逆变器中性点偏移的工作方式,使逆变器非故障部分继续工作,输出最大幅值的对称线电压,但同时中性点的偏移也造成了电压谐波的增加。该文以6单元串联H桥系统为例进行分析,提出中性点偏移前后采用差补调制方式来控制逆变器,可以减少电压的谐波含量,且参数易于调整。与目前所采用的其它控制方法相比,该方法不仅提升输出合成电压的幅值,而且有效控制了电压的谐波含量,从而减少故障对系统的影响,提高级联H桥逆变器系统的可靠性。系统故障前后的仿真和实验结果表明所提出的控制方法是正确和有效的。     

级联H桥多电平变频器技术研究

随着中高压变频器在工业变频领域广泛应用,级联H桥多电平变频器采用模块化设计理念,通过多个相同的低压变换单元级联起来实现高压及大功率的功能。为此介绍一种每相由8个H桥变换单元级联的多电平变频器、相应的载波移相正弦波脉宽调制技术,以及基于电压型磁链观测器的无速度传感器矢量控制策略。通过实时数字仿真(RTDS)和变频器带异步电机拖动实验验证了该级联H桥多电平变频器采用所提出的控制策略具有良好的起动和变频性能,为中高压大功率传动领域提供了技术保障。     

基于开关管的级联H桥逆变器故障处理方法

为了进一步提高级联H桥型逆变器在开关器件故障时的容错能力，在详细分析了常见的短路和断路等故障对系统输出影响的基础上，提出了仅隔离故障开关管的思路。针对具体故障类型，对同一桥臂的另外一个开关管做出相应的处理，即常开或常闭，而另外一个未发生故障的桥臂仍然继续工作，此时单元的输出是两电平。与目前所采用的传统故障处理方法相比，在大多数故障形式下，该方法均能够提升输出合成电压的幅值，从而减少故障对系统的影响，提高级联H桥逆变器系统的可靠性。文中以六单元级联H桥系统为例进行分析，系统故障前后的仿真和实验结果表明所提出的方案是正确和有效的。     

级联型PWM整流器控制策略研究

提出了一种用于大容量调速系统的级联型PWM整流器新拓扑.与传统调速系统结构相比,该拓扑可以直接与电网连接,省去体积、重量极大的移相变压器,具有重要实际意义.根据该拓扑电路的电压电流关系,建立了数学模型,在此基础上,研究级联型PWM整流器的控制方法,并分析了电流、电压调节器的工作原理,提出直流母线电压平衡的控制策略.仿真结果验证控制方法的有效性.     

级联中点箝位逆变器的PWM调制技术分析

在介绍级联中点筘位逆变器工作原理的基础上,分析了载波层叠法和载波移相法这两种典型的多载波控制算法,然后提出一种基于脉冲编码、脉冲动态旋转的单载波SPWM脉冲旋转控制技术.以17电平级联中点箝位逆变器为例,用Matlab/Simulink软件分别对3种SPWM调制方法进行了仿真分析,并以3相1 MVA,6 kV级联中点箝位逆变器为对象,对提出的单载波SPWM调制技术进行了实验.结果表明,该单载波SPWM脉冲旋转控制技术能有效保持各功率单元的电压和功率平衡.证明了所提方法的正确性和可行性.     

级联型逆变器的一种新型SVPWM方法

在有高性能调速要求的场合需要矢量控制、直接转矩控制等电机控制方法,级联型逆变器应用电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术可以实现对电机的高性能控制.随着电平数的增加,电压空间矢量数急剧增多,又存在着冗余开关状态,造成SVPWM算法过于复杂,难以应用于实际系统.本文提出了一种基于两电平SVPWM算法的新型多电平SVPWM方法,并通过Matlab 6.1的系统仿真验证了其正确性和有效性.     

级联型多电平逆变器的改进PWM控制方法

级联型多电平逆变器由于其显著特点,受到了电力电子技术人员的广泛关注。通过对级联型多电平逆变器几种典型控制方法的分析比较,提出了一种改进多载波脉宽调制（PWM）控制方法。该方法通过改变载波的幅值,使级联逆变器的各个逆变单元开关规律相同,并使所有的开关器件的损耗一致,有利于保证逆变单元使用寿命的一致和提高整个装置的可靠运行性能。研制了一套串联2单元5电平逆变器,采用现场可编程门阵列（FPGA）器件实现了所提出的控制方法,控制精度高、抗干扰能力强。实验结果证明了该方法的可行性。     

基于小波分析的优化PWM逆变系统控制

提出采用小波分析实现谐波电压和电流在线反馈跟踪,以谐波分量最小优化控制方式,使逆变器在整个输出频率范围内保持谐波最小的最佳工作.实验检测表明,在谐波最小情况下,全频率范围调节输出电流正弦度良好,电动机发热现象明显减小.     

级联H桥STATCOM控制算法研究

针对级联H桥静止同步无功补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)提出了一种基于虚拟磁链跟踪的PWM算法。首先建立虚拟磁链的数学模型,以虚拟磁链跟踪和子模块电容电压平衡为目标建立PWM调制算法,然后结合STATCOM双闭环控制来确定各相调制信号。最后搭建了Matlab/Simulink仿真实验平台,仿真结果表明:所提出的虚拟磁链追踪PWM算法具有很好的调制效果,电容电压平衡得到了很好的控制,并且级联H桥STATCOM具有很好的动态响应特性。     

H桥级联STATCOM的控制策略及仿真

介绍一种新型H桥级联静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的拓扑结构,它由传统的12脉冲变换器和一个H桥链构成,结合了多电平、软开关和注入技术,降低了交流侧电压谐波含量,解决了串联开关动态电压平衡的问题。文章证明了其在大功率场合下应用的可行性和稳定性,针对系统的强非线性,利用局部线性化的方法,采用单变量控制策略设计比例积分调节器,实现闭环控制。仿真结果验证了该拓扑结构的STATCOM的优越性和所采取控制策略的可行性。